論文摘要：針對我國高校工科學生普遍存在的高分低能、創新意識薄弱和缺乏實踐能力等問題，結合高校卓越工程師教育培養計劃的要求，分析了大學生電子競賽對學生能力培養、造就卓越工程師的重要作用，提出了在高校電子學科中大力開展大學生電子競賽，以滿足未來創新性工程技術人才培養的需要。

論文關鍵詞：電子設計競賽；卓越工程師培養；實踐能力；創新能力

為解決高校工科教育重理論、輕實踐、畢業生工程能力缺乏的現實問題，培養一批適應產業發展的創新型工程人才，教育部于2010年6月啟動了“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）。卓越計劃擬用10年時間培養數百萬高質量的各類型工程技術人才，為建設創新型國家，實現工業化和現代化奠定人力資源優勢。卓越計劃具有三個特點：一是行業企業深度參與培養過程，二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才，三是強化培養學生的工程能力和創新能力。目前，教育部已在全國65所高校中開展了卓越計劃的試點工作，鄭州大學名列其中。

在當前高校學生普遍缺少工程實踐環節、動手能力較差的情況下，如何突出專業特色，培養創新精神，提升學生的工程實踐能力，造就社會所需的卓越工程師將是卓越計劃實施的關鍵問題，也是工科高等教育發展需要探索的重要課題。

對于高校工科電子類學科來說，參加大學生電子競賽，利用電子競賽改革課程教學體系、完善實驗設備、培養學生的專業興趣、工程實踐能力和創新能力，改變學生的工作方式、工作思維、工作效率、協作能力將是實施卓越計劃的重要途徑。

全國大學生電子設計競賽是1993年由原國家教委倡導的在全國普通高校組織開展的四大學科競賽之一，是培養學生創新能力和提升就業能力的一個有效手段和途徑。在歷年的比賽中，參賽學生數量巨大，受益匪淺，不僅加深了對專業知識的掌握能力，而且培養了創新精神和實踐能力。

一、大學生電子競賽概述

全國大學生電子設計競賽每逢單數年的9月份舉辦，賽期4天，目前已主辦九屆。競賽采用全國統一命題、分賽區組織，通過“半封閉、相對集中”的方式進行。競賽以三人作為一隊，以隊為基本單位獨立完成競賽任務。

每屆電子競賽包括6～8道題。內容以模電和數電設計為主，涉及模-數混合電路、單片機、DSP、ARM、可編程器件、EDA軟件和PC應用。題目包括理論設計和實際制作調試兩部分，一般具有工程應用背景，實踐性強、綜合性強、技術水平發揮余地大。所涉及的專業課程包括：電路原理、模擬、數字電子技術、單片機原理、可編程器件設計、電子測量、計算機控制等；實踐性教學有：電子線路實驗課、單片機原理實驗課、課程設計、生產實習、實訓等；可選用器件有晶體管、集成電路、大規模集成電路、可編程邏輯器件等；設計手段可采用傳統，也可采用現代電子設計工具。電子設計競賽反映了電子技術的先進水平，注重培養學生的工程實踐能力和創新設計能力。而這正是卓越工程師培養過程中所必需的內容。

二、大學生電子競賽實戰

大學生電子競賽需要在四天三夜的短暫時間內完成一套符合功能要求的電子設備。競賽過程一般包括如下幾步：題目選擇、系統分析及整體方案設計、子系統設計與制作、系統綜合、制版與裝配、調試與測量、完成作品和設計報告等。

各部分完成的具體任務如下：

1.題目選擇

主要是明確題目的設計任務、系統功能和指標，在此基礎上選擇最熟悉和最有條件完成的題目。題目選擇需對題意仔細分析，主要包括題目需完成的任務、系統功能、性能指標等方面。

2.系統分析及整體方案設計

根據題目的具體功能需要對系統進行整體構建，采用層次分析法和模塊化方法，劃分系統的功能子模塊。同時對各子模塊之間的數據關系和接口進行定義、設計。在進行模塊劃分時，強度模塊內部高的內聚性，模塊之間低的耦合性。

3.子系統設計與制作

對每個子系統進行分析和設計。先通過查閱資料提出幾種不同原理的方案；然后再從功能、技術指標、元器件、完成時間等幾個方面進行綜合，選擇一個最優的方案。在方案確定以后，畫出子系統的硬件設計電路圖，并完成子系統的相應程序。

4.系統綜合

在完成各個子系統的設計后，對系統整體進行綜合實現，包括各個模塊及其數據接口。繪制系統整體的硬件電路圖，完成系統整體軟件的編制。

5.制版與裝配

即實際硬件的制作，包括繪制電路板圖、腐蝕電路板，并進行裝配等工作。對于模擬部分，特別是高頻部分，制版時要考慮電磁干擾。因此，需通過覆銅、模地和數地分離等方法降低電磁干擾的影響。對于高頻數電部分也要采取覆銅、避免環路等方法降低干擾。

6.調試與測量

先進行外觀檢查，用萬用表檢查是否短路，再進行通電檢查。調試時應先調試各部件，然后整機調試，最后測試技術指標。先測部件或分機指標，再測整體指標。

三、電子競賽對學生能力的培養

1.提升學生工程實踐能力

目前，高等工科院校的教學以理論為主，一般采取先理論后實驗的方式。實驗以演示實驗和簡單連線居多，對學生實踐能力提高幫助甚微。很多學生幾乎未接觸過任何專業電子設備。因此，工科學生不會用電烙鐵和萬用表等基本設備也就是很正常的事情。而參加電子競賽必須要制作實際的電子設備，因此，要求學生能夠使用常用的電子儀器設備進行元器件選型、電路板制作調試等各種復雜的工程實踐。從某種意義上來說，電子設計競賽可看作是高校電子類學科真正的工程實訓。通過電子競賽，學生對實際元器件和電子設備制作方法均有深刻認識，其動手能力明顯提升，從而解決了卓越工程師培養過程中工程實踐能力缺乏的難題。 2.加強學生創新能力培養

由于電子學科是實踐性非常強的學科，其與生產生活緊密結合。參加大學生電子競賽將促使學生加深對本專業知識和技能的理解。同時，由于大學生電子競賽題目均具有一定的復雜性和創新性，將促使學生迎難而上，開拓思維，不斷創新。學生只有通過在現有知識基礎上的不斷創新，才有可能突破競賽題目的瓶頸，取得滿意的競賽效果。因此，從某種意義上來說，大學生電子競賽并不是簡單的電子制作競賽，而是對學生動手能力和創新能力的一次集中強化訓練。其成功開展將極大激發學生的創新熱情和能力，為卓越工程師培養提供取之不盡的創新源泉。

3.加強學生對專業知識和技能的掌握

目前，學生對所學理論普遍缺乏深刻的認識和理解，對理論的實際應用缺少直觀的了解，學習積極性和興趣一般不高。而大學生電子競賽的準備和實戰過程中將涵蓋高校電子類專業的大部分專業基礎課和專業課，是一次理論的集中運用，也是學生學以致用、檢驗所學知識的絕佳場合。電子競賽也使學生加深了對專業知識的理解和認識，并提高了深入學習專業知識的積極性。即學生對專業知識的態度由無興趣到有興趣，發生了根本的改變。通過往屆對參加電子競賽學生的跟蹤調查發現，參加電子競賽的學生，其專業技能的熟練掌握程度明顯高于未參加電子競賽的學生，并且普遍成為本專業領域的技術能手。

4.加強理論聯系實際的學風

目前，我國高等工科教育的教與學兩方面均存在重理論輕實踐的風氣。老師以理論講解為主，對理論的實際應用只是簡單描述。而學生學習以掌握理論、獲得高分為目的，因此高分低能現象比較普遍。很多學生學完了單片機卻連基本的“跑馬燈”實驗也不會，理論與實踐嚴重脫節。而大學生電子競賽試題內容涵蓋了電子學科主要的專業課程，參賽者必須將所學理論全部應用到實際設計過程中才能圓滿完成競賽試題。理論與實際的緊密結合對于解決競賽中的瓶頸問題將起到關鍵作用。

四、電子競賽對卓越工程師培養的影響

1.工作效率

大學生電子競賽將提高學生的工作學習效率。由于電子競賽需在短短的4天3晚完成一套具有一定功能指標的設備，因此需要參賽者夜以繼日、爭分奪秒的工作。有些學生甚至每天只睡2個小時。而這種惜時如金的工作方式在高校的其他學科競賽及教學活動中幾乎沒有，這對于提高學生工作效率、改變拖拉懶散的工作作風具有促進作用。眾所周知，隨著市場競爭日趨激烈，追求效率已成為各企業提高競爭力的重要手段。實際工程項目工期一般較短，客觀上要求工程設計人員具有較強的時間觀念和較高的效率。而參加大學生電子競賽將提高學生的時間觀念和工作效率，使學生更好地融入工程實踐中，為培養高效率的卓越工程師提供保障。

2.工作方式

學生通過參加大學生電子競賽，將完成第二節所述競賽實戰全過程。而以上過程是電子信息領域實際工程項目的一個簡單濃縮。通過以上過程的鍛煉，學生不僅設計了符合功能要求的電子設備，也學習到電子信息領域的工程設計方法和實際工程的開展方式。這種競賽驅動下的實踐，相對于教科書枯燥的理論說教具有更深刻的意義，能夠極大地提高學生的實際電子工程設計能力。參加過電子競賽的學生到企業，只需簡單培訓即可上崗工作，這一點已被各高校和廣大企業實踐所證實。以至于有些企業在招聘中直接把參加大學生電子競賽作為一個重要的聘用條件。因此，電子競賽將改變學生工作設計方式，為造就卓越工程師提供技術保障。

3.工作思維

大學生電子競賽試題不僅有基本功能，還有擴展功能。而擴展功能一般帶有一定的性能指標。要想獲得較高級別獎勵，需要完成擴展的指標性功能。這種競賽方式改變了高校電子類學科實驗一般只重功能而忽略技術指標的現狀。在真正的工業電子產品中，功能只是基本，而穩定性、誤差、精度等指標才是決定產品質量的真正因素。因此，電子競賽以技術指標來要求競賽者，將與電子行業的工程實際標準相吻合，使得學生的競賽設計行為與未來的工程實際設計相符，將扭轉電子類學生普遍重功能、忽略性能指標的現狀，使得學生在未來的電子設計活動中更多地考慮性能指標，與實際工程接軌。大學生電子競賽將改變學生的工作思維方式，使其與卓越工程師的培養目標相一致。

4.團隊協作

大學生電子競賽是以3人作為一個團隊參加比賽。每一個參賽隊就好比是一個工程項目組。因此，參賽選手需要緊密團結、共同努力、分工合作、互相協助才能較好地完成電子競賽任務。在每個團隊內部，需根據隊員的特點和優勢進行合理分工，包括總體軟硬件設計者、分模塊設計者等。總體軟硬件設計者實際上相當于項目負責人，技術上需要具有項目的整體設計能力，同時要有團隊的組織和領導能力。而其他兩名隊員將作為團隊的技術骨干，配合負責人完成整個制作任務。這種團隊協作的開發模式本質上與實際工程的項目團隊制完全吻合。實際工程中，每個項目建立一個項目組，由項目經理領導并負責，按照既定的計劃和分工開展項目實施工作。因此，以團隊的形式參加大學生電子競賽將改變學生以自我為中心的學習和工作模式，使學生提前適應未來的團隊工作模式。因此，參加大學生電子競賽將為卓越工程師的培養提供組織上的保障。

五、結束語

通過本院對多屆參加大學生電子設計競賽的學生進行跟蹤調查發現，參賽學生普遍具有較強的工程實踐能力和創新能力，已成為各用人單位和研究生培養的青睞對象。大學生電子競賽已經為高校電子類卓越工程師的培養提供了一條重要途徑。因此，需要在高校電子學科中大力開展大學生電子競賽，以滿足未來創新性工程技術人才培養需要。